KR20120011832A - 광학 디스크 계층의 정보를 처리하는 방법 및 시스템 - Google Patents

광학 디스크 계층의 정보를 처리하는 방법 및 시스템 Download PDF

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수에펭 왕
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존 에릭 허쉐이
존 앤더슨 퍼거스 로스
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제너럴 일렉트릭 캄파니
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Abstract

정보를 처리하기 위한 방법(50)이 제시된다. 이 방법은 홀로그래픽 저장 매체의 제 1 계층의 제 1 트랙에 레이저 빔을 유도하는 것(52)을 포함한다. 또한 이 방법은 룩업 테이블에 기초하여 베이스 전압을 기록하는 것(54)을 포함한다. 이 방법은 트랙들 내의 위치 정보에 기초하여 제 1 계층의 목표 트랙에 레이저 빔을 유도하는 것(56)을 포함한다. 더 나아가, 이 방법은 목표 트랙에 대한 오프셋 전압을 룩업 테이블에 기록하는 것(58)을 포함한다. 또한 이 방법은 수직 워블(vertical wobbles)에서의 위치 정보에 근거하여 목표 계층에 레이저 빔을 유도하는 것(60)을 포함한다. 그리고 이 방법은 목표 계층에 대한 오프셋 전압을 룩업 테이블에 기록하는 것(62)을 포함한다. 마지막으로, 이 방법은 룩업 테이블에 기초하여 최종 전압을 결정하고, 정보의 기록 및 검색을 위해 홀로그래픽 저장 매체내의 최종 목표 위치로 레이저 빔을 이동시키기 위해 액추에이터에 최종 전압을 인가하는 것(64)을 포함한다.

Description

광학 디스크 계층의 정보를 처리하는 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR PROCESSING INFORMATION FROM OPTICAL DISK LAYERS}
본 발명은 전반적으로 광학 디스크 계층으로부터 정보를 처리하는 것에 관한 것으로, 더 구체적으로는 홀로그래픽 데이터 저장 매체(a holographic data storage medium)의 광학 계층으로부터 정보를 처리하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 홀로그래픽 저장 장치는 홀로그램 형태로 데이터를 저장하는 장치로, 이때 홀로그램이란 감광성 저장 매체에 두 개의 광 빔을 교차함으로써 생성된 3차원 간섭 패턴의 이미지를 말한다. 두 가지 기술 즉, 페이지 기반 홀로그래픽 기술(page-based holographic techniques)과 비트 방식 홀로그래픽 기술(bit-wise holographic techniques)이 진행되고 있다. 페이지 기반 홀로그래픽 데이터 저장 장치에서, 디지털로 엔코드된 데이터를 포함하는 신호 빔이 저장 매체의 볼륨 내부에서 참조 빔(a reference beam)에 중첩된다. 이것은 화학 반응을 일으키는데, 이로써 볼륨 내부에서 매체의 굴절률이 변경 혹은 변조된다. 이러한 변조는 신호로부터 세기 및 위상 정보를 기록(record)하는 역할을 한다. 그러므로, 각각의 비트는 간섭 패턴의 일부로서 일반적으로 저장된다. 이후에 홀로그램은 저장 매체를 오로지 참조 빔에 노출시킴으로써 검색될 수 있는데, 이 참조 빔은 저장된 홀로그램 데이터와 상호 작용하여, 홀로그래픽 이미지를 저장하는데 이용된 초기 신호에 비례하여 재구성 신호 빔을 발생한다.
비트 방식 홀로그래픽 혹은 마이크로 홀로그래픽 데이터 저장 장치에서, 모든 비트는 두 개의 반대방향으로 전파하는 집속 기록 빔에 의해 발생된 마이크로 홀로그램 혹은 브래그 반사 회절발(Bragg reflection grating)로서 기록된다. 다음, 이 데이터는 마이크로 홀로그램을 반사하는 판독 빔(a read beam)을 이용하여 검색되어, 기록 빔을 재구성한다. 그러므로, 마이크로 홀로그램 데이터 저장은 페이지 방식 홀로그래픽 저장보다 현재의 기술에 더 유사하다. 그러나 DVD와 블루레이 디스크 포맷에서 이용될 수 있는 2 계층의 데이터 저장과 대조적으로, 홀로그래픽 디스크는 다중 계층의 데이터 저장을 가질 수 있어서, 테라바이트(TB)로 측정될 수 있는 데이터 저장 용량을 제공한다. 결국, 홀로그래픽 저장 매체는 대략 50에서 100개까지의 다중 계층으로 저장 매체의 볼륨 전체에 정보를 저장한다. 이러한 다중 계층에서 데이터를 저장 혹은 판독하기 위해, 홀로그래픽 저장 매체는 픽업 헤드의 대물 렌즈를 선택된 계층의 심볼이 기록되어 있는 해당 계층의 최적 깊이로 집속하는 시스템과 방법으로 보완되어야 한다.
그러므로, 다중 계층 홀로그래픽 데이터 저장 매체로부터 정보를 효율적으로 처리하는 방법과 시스템에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 정보를 처리하는 방법이 제시된다. 이 방법은 홀로그래픽 저장 매체의 제 1 계층의 제 1 트랙에 레이저 빔을 유도하는 것을 포함한다. 또한 이 방법은 룩업 테이블에 기초하여 베이스 전압(a base voltage)을 기록하는 것을 포함한다. 이 방법은 트랙의 위치 정보에 기초하여 제 1 계층의 목표 트랙에 레이저 빔을 유도하는 것을 포함한다. 그리고 이 방법은 목표 트랙에 대한 오프셋 전압을 룩업 테이블에 기록하는 것을 포함한다. 또한 이 방법은 수직 워블(vertical wobbles)의 위치 정보에 근거하여 목표 계층에 레이저 빔을 유도하는 것을 포함한다. 이 방법은 목표 계층에 대한 오프셋 전압을 룩업 테이블에 기록하는 것도 포함한다. 마지막으로, 이 방법은 룩업 테이블에 기초하여 최종 전압을 결정하고, 정보 기록 및 검색을 위해 레이저 빔을 홀로그래픽 저장 매체내의 최종 목표 위치로 이동시키는 액추에이터에 이 최종 전압을 인가하는 것을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 홀로그래픽 데이터 저장 매체로부터 정보를 검색하는 방법이 제시된다. 이 방법은 홀로그래픽 데이터 저장 매체의 제 1 계층에 위치된 제 1 마이크로 홀로그래픽 심볼에 레이저 빔을 유도하는 것을 포함한다. 이 마이크로 홀로그래픽 심볼은 예컨대 데이터 계층 수, 계층의 반경 방향 및 각도 위치(radial and angular locations), 혹은 데이터 섹션에 대한 어드레스 정보 같은 위치 정보를 포함한다. 마지막으로, 이 방법은 제 1 데이터 계층이나 제 2 데이터 계층에 위치된 다른 각도 또는 반경 방향 오프셋을 갖는 제 2 마이크로 홀로그래픽 심볼에 레이저 빔을 유도하는 것을 포함하는데, 이때 제 1 계층과 제 2 계층은 서로 다른 것이다. 더 나아가, 홀로그래픽 데이터 저장 매체는 다중 계층에 배열된 마이크로 홀로그래픽 심볼 시퀀스를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 정보를 처리하는 시스템이 제시된다. 이 시스템은 광학 렌즈를 구비하고 저장 매체로부터 정보를 기록하는 하나 이상의 픽업 헤드 장치를 포함한다. 이 시스템은 또한 하나 이상의 하나 이상의 픽업 헤드 장치를 이동시키는 액추에이터를 포함한다. 또한 이 시스템은 픽업 헤드에 의해 검출된 데이터에 응답하는 적어도 하나의 콘트롤러와 프로세서를 포함한다. 이 프로세서는 하나 이상의 픽업 헤드를 이동시키는 하나 이상의 액추에이터에 위치 신호를 전송할 수 있는데, 이때 하나 이상의 픽업 헤드 장치는 하나 이상의 레이저 빔을 목표 트랙 혹은 목표 계층에 유도한다. 이 시스템은 저장 매체로부터 판독된 정보를 저장하기 위한 메모리도 포함한다.
본 발명의 이런저런 특징, 양상 및 이점들은 이후의 상세한 설명을 첨부도면을 참조해서 읽을 때 더 잘 이해될 것이며, 첨부 도면의 도면 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 부분을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 다중 계층 광학 홀로그래픽 데이터 저장 디스크의 정보를 처리하는 시스템을 예시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 정보를 처리하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 마이크로 홀로그래픽 심볼 시퀀스를 갖는 다중 계층 광학 데이터 저장 디스크의 정보를 처리하는 시스템을 예시한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 홀로그래픽 심볼 시퀀스를 갖는 다중 계층 광학 데이터 저장 디스크를 예시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 홀로그래픽 데이터 저장 매체로부터 정보를 검색하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 광학 데이터 저장 디스크의 다중 계층 사이로 레이저 빔을 집속하는 시스템을 예시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 광학 데이터 저장 디스크의 다중 계층 사이로 레이저 빔을 집속하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
본 발명의 다양한 실시예의 요소들을 소개할 때, "하나", "이", "그", "상기" 등의 표현은 하나 이상의 요소들이 존재함을 의미하도록 의도된 것이다. 용어들 중에서 "포함한다", "구비한다" 등의 표현들도 기재된 요소들 이외의 추가 요소가 존재할 수도 있음을 의미하는 것으로, 추기 요소들도 포괄하도록 의도된 것이다. 더 나아가 "처리하다"하는 용어는 홀로그래픽 저장 시스템으로부터 데이터를 판독, 기록, 재기입(rewriting) 또는 검색하는 것을 말한다. 동작 변수의 모든 예들은 개시된 실시예의 다른 변수들을 배제하는 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 광학 데이터 저장 디스크(11)의 정보를 처리하는 시스템(10)을 예시한다. 도시된 바와 같이, 광학 데이터 저장 디스크(11)의 볼륨은 다중 계층(12)을 포함한다. 또한 광학 데이터 저장 디스크(11)는 이 디스크(11)의 중심 둘레에 나선형으로 상승하는 다중 데이터 트랙에 배열된 마이크로 홀로그래픽 심볼을 갖는 다중 계층도 포함한다. 반드시 한정하는 것은 아니지만, 일 예로, 광학 데이터 저장 디스크(11)는, 수직으로 쌓여서 좌우로 뻗어 있는 다중 계층내의 다중 데이터 트랙을 따라 배열된 다중 볼륨을 갖는 플라스틱 기판과, 이 볼륨중 해당하는 볼륨에 각기 포함된 다중 마이크로 홀로그램을 포함한다. 각각의 볼륨에서 마이크로 홀로그램의 존재 또는 부재는 저장된 데이터의 해당 부분을 나타낸다. 다중 데이터 트랙은 워블(wobbles) 사이에 형성된 그루브(grooves)에 위치된다. 도시된 바와 같이, 광학 데이터 저장 디스크(11)의 한 계층(13)은 본 발명의 일 실시에에 따라 워블링하는 내부 그루브(an inner groove)(14)를 포함한다. 계층(13)은 또한 유사한 워블링을 하는 외곽 그루브(an outer groove)(16)도 도시한다.
일 실시예로, 시스템(10)은 광학 데이터 저장 디스크(11)로부터 정보를 판독 및 기록하는 픽업 헤드 장치(17)를 포함한다. 다른 실시예에서, 이 시스템(11)은 고속으로 정보를 처리하기 위해 광학 렌즈를 갖는 다중 픽업 헤드 장치(17)를 포함할 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 이 시스템(10)은 광학 데이터 저장 디스크(11)상에 판독 빔(18)을 투영하기 위한 일련의 광학 요소(도시 안 함)를 포함한다. 반사 빔은 광학 요소에 위해 광학 데이터 저장 디스크(11)로부터 픽업된다.
일 실시예로, 픽업 헤드 장치(17)는, 여기 빔을 발생하여 광학 데이터 저장 디스크(11) 상에 빔을 집속하고 광학 데이터 저장 디스크(11)로부터 되돌아 오는 반사 빔을 검출하도록 설계된 임의 개수의 서로 다른 요소들을 포함할 것이다. 픽업 헤드 장치(17)는 광학 구동 전자 장치 패키지(20)에 대한 커플링(19)을 통해 제어된다. 광학 구동 전자 장치 패키지(20)는 예컨대 하나 이상의 레이저 시스템에 대한 전력 공급원, 검출기로부터의 전자신호를 검출하는 검출 전자 장치, 검출된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기 같은 유닛과, 예컨대 검출기 신호가 실제 광학 데이터 저장 디스크(11)상에 저장된 비트 값을 표명할 때를 예측하는 비트 예측기 같은 다른 유닛을 포함할 수도 있다.
광학 데이터 저장 디스크(11) 위의 픽업 헤드 장치(17)의 위치는 집속 및 추적 서보(21)에 의해 제어되는데, 이 서보는 픽업 헤드 장치(17)를 광학 데이터 저장 디스크(11)에 대해 축 방향과 반경 방향으로 이동시키도록 구성된 기계적인 액추에이터(22)를 구비한다. 광학 구동 전자 장치 패키지(20)와 추적 서보(21)는 프로세서(24)에 의해 제어된다. 프로세서(24)는 픽업 헤드(17)에 의해 검출된 데이터에 응답하며, 위치 신호를 전송하고 하나 이상의 픽업 헤드(17)의 움직임을 좌표 조정할 수 있다. 본 기술에 따른 일부 실시예에서, 프로세서(24)는 아마도 픽업 헤드 장치(17)에 의해 수신되어 프로세서(24)로 공급되었을 샘플링 정보에 근거하여 픽업 헤드 장치(17)의 위치를 결정할 수 있을 것이다. 본 발명의 실시예들이 본 발명의 처리 임무를 수행하기 위한 특별한 프로세서로만 한정되는 것은 아님을 유의해야 한다. 본 원에서 이용되는 "프로세서"라는 용어는 본 발명의 임무를 수행하는데 필요한 산출이나 계산을 수행할 수 있는 모든 머신을 나타내도록 의도된 것이다. "프로세서"라는 용어는 구조화된 입력을 수용하고 이 입력을 사전 규정된 규칙에 따라 처리하여 출력을 발생할 수 있는 모든 머신을 나타내도록 의도된 것이다. 또한 당업자가 이해할 수 있듯이 프로세서가 본 발명의 임무를 수행하기 위한 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 설비될 수도 있음을 유의해야 한다.
더 나아가, 픽업 헤드 장치(17)의 위치는 반사를 증강 및/또는 증폭하거나 혹은 반사의 간섭을 줄일 수 있도록 결정될 것이다. 일부 실시예에서, 추적 서보(21) 혹은 광학 구동 전자 장치(20)는 픽업 헤드 장치(17)에 의해 수신된 샘플링 정보에 근거하여 이 픽업 헤드 장치(17)의 위치를 결정할 수 있을 것이다. 프로세서(24)는 또한 모터 콘트롤러(26)를 제어하는데, 이 콘트롤러는 스핀들 모터(30)에 전력(28)을 제공한다. 스핀들 모터(30)는 광학 데이터 저장 디스크(11)의 회전 속도를 제어하는 스핀들(32)에 결합되어 있다. 픽업 헤드 장치(17)가 광학 데이터 저장 디스크(11)의 외곽 에지에서 스핀들(32)로 점점 더 근접하게 이동될수록, 프로세서(24)는 광학 데이터 저장 디스크(11)의 회전 속도를 증가시킬 것이다.
더 나아가, 픽업 헤드 장치(17)의 움직임은 기계적인 액추에이터(22)에 인가되는 전압에 비례한다. 일 실시예에서, 시스템(10)은 광학 데이터 저장 디스크(11)의 여러 위치에 대응하는 전압 데이터 세트를 갖는 룩업 테이블을 저장하기 위한 메모리를 포함한다. 이 메모리는 또한 광학 데이터 저장 디스크(11)로부터 판독된 정보를 저장할 수도 있다. 일 실시예에서, 메모리는 룩업 테이블에 배열된 다중 데이터를 저장하기 위한 대용량 RAM(40)으로, 프로세서(24)가 목표 위치에 레이저 빔을 유도하도록 하기 위해 기준 전압(a reference voltage)을 저장할 수도 있다. 프로세서(24)는 RAM(40)과 ROM(42)에 연결된다. ROM(42)은 프로세서(24)가 추적 서버(21), 광학 구동 전자 장치(20), 모터 콘트롤러(26)를 제어하도록 만드는 프로그램을 포함한다. 또한, ROM(42)은 프로세서(24)가 광학 구동 전자 장치(20)로부터의 데이터(이 데이터는 특히 RAM(40)에 저장되어 있다)를 분석하도록 만드는 프로그램도 포함한다. 다. RAM(40)에 저장된 데이터의 이러한 분석은 예를 들면 광학 데이터 저장 디스크(11)의 정보를 다른 유닛에 의해 이용될 수 있는 데이터 스트림으로 변환하는데 필요한 복조, 디코딩 또는 다른 기능들을 포함할 수 있다.
일 실시예로, 시스템(10)은 반드시 한정하는 것은 아니지만 아래에 도시된 룩업 테이블을 포함한다. 이 룩업 테이블은 픽업 헤드(17)를 이동시키기 위해 액추에이터가 필요로 하는 최적 전압을 준비하고 있으며, 이러한 최적 전압으로 인해 픽업 헤드는 원하는 계층의 목표 위치에 레이저 빔을 집속시킬 수 있다.
Figure pat00001
표에서 알 수 있듯이, 룩업 테이블은 데이터 트랙에 대응하는 번호 시퀀스를 갖는 제 1 데이터 세트(첫 번째 컬럼)와, 계층내의 다중 데이터 트랙에 대응하는 전압을 갖는 제 2 데이터 세트(두 번째 컬럼)와, 다중 계층에 대응하는 번호 시퀀스를 갖는 제 3 데이터 세트(세 번째 컬럼)와, 저장 매체의 다중 계층에 대응하는 전압을 갖는 제 4 데이터 세트(네 번째 컬럼)를 포함한다. 컬럼의 각각은 광학 데이터 저장 매체에 수용될 수 있는 계층과 데이터 트랙의 개수에 따라 전술한 룩업 테이블에 예시된 것보다 더 많은 데이터 개수를 가질 수 있음을 유의해야 한다. 일 실시예에 따르면, 홀로그래픽 디스크를 판독할 때, 기록 프로시저 동안에 룩업 테이블이 형성되어, 시스템(10)의 ROM(42)에 저장된다. 사용자의 판독 프로시저에서, 이 룩업 테이블에 기초하여 레이저 빔은 목표 계층과 목표 트랙을 유도한다. 다른 실시예에 따르면, 디스크를 판독 및 기입할 때, 기록 프로시저 동안 사용자에 의해 룩업 테이블이 형성되어 시스템(10)(도 1에 도시됨)의 RAM에 저장된다. 사용자의 판독 프로시저에서, 레이저 빔은 이 룩업 테이블에 기초하여 목표 계층과 목표 트랙에 유도된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 홀로그래픽 디스크를 판독 및 기입하기 위한 정보를 처리하는 예시적인 방법(50)의 흐름도를 예시한다. 단계(52)에서, 이 방법은 홀로그래픽 데이터 저장 매체의 제 1 계층의 제 1 트랙에 레이저 빔을 유도한다. 일 실시예에서, 레이저 빔을 제 1 계층의 목표 트랙에 유도하는 것은 픽업 헤드를 수직 혹은 수평으로 움직이는 것을 포함한다. 단계(54)에서, 이 방법(50)은 베이스 전압을 룩업 테이블에 기록하는 것을 포함한다. 단계(56)에서, 이 방법(50)은 트랙의 위치 정보에 기초하여 레이저 빔을 홀로그래픽 데이터 저장 매체의 제 1 계층의 목표 (최종) 트랙에 유도하는 것을 포함한다. 이 방법은 또한 단계(58)에서 목표 트랙에 대한 오프셋 전압을 룩업 테이블에 기록하는 것을 포함한다.
더 나아가, 단계(60)에서 이 방법은 수직 워블의 위치 정보에 기초하여 레이저 빔을 목표 (최종) 계층에 유도하는 것을 포함한다. 일 실시예에서, 레이저 빔을 홀로그래픽 데이터 저장 매체의 외곽 혹은 내부 트랙에 근접한 목표 계층에 유도하는 것은 픽업 헤드를 수평 혹은 수직으로 움직이는 것을 포함한다. 이 방법은 또한 단계(62)에서 목표 계층에 대한 오프셋 전압을 룩업 테이블에 기록하는 것을 포함한다. 목표 트랙에 대한 오프셋 전압 및 목표 계층에 대한 오프셋 전압의 기록은 둘 다 RAM에 행해진다. 마지막으로 단계(64)에서 이 방법은 룩업 테이블에 기초하여 최종 전압을 결정하고, 정보 기록이나 검색을 위해 홀로그래픽 저장 매체의 최종 목표 위치로 레이저 빔을 이동시키기 위해 최종 전압을 액추에이터로 인가하는 것을 포함한다. 레이저 빔을 최종 목표 위치로 움직이는 것은 픽업 헤드의 대물 렌즈를 목표 계층의 최적 깊이로 집속하는 것을 포함한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 다층 광학 홀로그래픽 데이터 저장 디스크(102)의 정보를 처리하는 시스템(100)을 예시한다. 일 실시예로, 시스템(100)은 광학 홀로그래픽 데이터 저장 디스크(102)로부터 정보를 판독 및 기록하기 위해 하나의 광학 픽업 헤드 장치(103)를 포함한다. 다른 실시예에서, 시스템(100)은 고속으로 정보를 처리하기 위해 광학 렌즈를 갖는 다중 픽업 헤드 장치(103)를 포함한다. 또한, 광학 데이터 저장 디스크(102)의 볼륨은 도면 부호(1041, 1042, 104N)로 표시된 다중 계층(104)을 포함한다. 홀로그래픽 데이터 저장 디스크(102)의 평면도는 하나 이상의 마이크로 홀로그래픽 심볼(108)을 갖는 특별한 계층(106)을 도시하는데, 이 마이크로 홀로그램 심볼(108)은 나선형 데이터 트랙상에 길이 rθ의 호(arc)로 기입된 데이터 섹션의 어드레스 정보나 계층, 반경 및 각도 위치 정보를 포함하고, 이때 'r'은 홀로그래픽 데이터 저장 디스크(102)의 중심으로부터 마이크로 홀로그래픽 심볼(108)의 반경 거리이고, 'θ'는 홀로그래픽 데이터 저장 디스크(102)에서 호에 의해 이루어지는 각도이다. 일 실시예에서, 하나 이상의 이러한 홀로그래픽 심볼(108) 세트는 하나 이상의 데이터 계층(104) 상에 서로 다른 반경 위치로 배열될 수 있다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 마이크로 홀로그래픽 심볼(108) 세트는 홀로그래픽 데이터 저장 디스크(102)의 하나 이상의 데이터 계층(104)상에 서로 다른 각도 위치로 배열될 수 있다. 홀로그래픽 심볼(108)은 데이터 계층(104)상에서 서로 다른 반경 혹은 각도 위치로 배열되고, 그 결과 광학 픽업 헤드(103)가 하나의 데이터 계층에서 다른 데이터 계층으로 초점을 변경하거나 디스크 회전 동안에 동일한 계층의 트랙 사이에서 초점을 변경할 때, 광학 픽업 헤드 장치(103)에 의해 맞닥뜨리는 첫 번째 어드레스는 찾고 있던 데이터와 관련하여 정확한 계층, 반경 및 각도 위치 정보를 제공한다.
도 4는 다중 광학 홀로그래픽 데이터 저장 디스크(200)의 다른 실시예를 도시한다. 홀로그래픽 데이터 저장 디스크(200)의 평면도는 하나 이상의 마이크로 홀로그래픽 심볼(208)을 갖는 특별한 계층(206)을 도시하고, 이 마이크로 홀로그래픽 심볼(208)은 나선형 데이터 트랙상에 길이 rθ의 호(arc)로 기입된 데이터 섹션의 어드레스 정보나 계층, 반경 및 각도 위치 정보를 포함하고, 이때 'r'은 광학 데이터 저장 디스크(200)의 중심으로부터 마이크로 홀로그래픽 심볼(208)의 반경 거리이고, 'θ'는 이 디스크(200)에서 호에 의해 이루어지는 각도이다. 마이크로 홀로그래픽 심볼(208)은 위치 정보를 포함하는데, 예컨대 데이터 계층 번호, 계층에서의 반경 및 각도 위치 혹은 데이터 섹션에 대한 어드레스 정보를 포함한다. 광학 픽업 헤드가 어떤 데이터 계층에서 다른 데이터 계층으로 초점을 변경할 때, 홀로그래픽 데이터 저장 디스크(200)의 상대적인 회전 이동(the relative rotational displacement)을 보상하기 위해, 다중 계층(210)의 해당 마이크로 홀로그램 심볼은 인접 계층으로부터의 각 오프셋 각도(an angular offset angle) 'λ'를 갖고 다중 데이터 계층(2101, 2102, 210N)에 기입된다. 이러한 계단식 배열은 광학 픽업 헤드가 서로 다른 데이터 계층들 사이에서 집속하는 동안 탐색 시간(the seek time)을 최소화시킨다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 홀로그래픽 데이터 저장 매체로부터 정보를 검색하는 예시적인 방법(300)의 흐름도이다. 단계(302)에서, 이 방법은 홀로그래픽 데이터 저장 매체의 제 1 계층에 위치된 제 1 마이크로 홀로그래픽 심볼에 레이저 빔을 유도한다. 마이크로 홀로그래픽 심볼은 위치 정보를 포함하는데, 예를 들면, 데이터 계층 번호, 계층에서의 반경 및 각도 위치, 또는 데이터 섹션에 대한 어드레스 정보를 포함한다. 도 3과 관련하여 전술하였듯이, 홀로그래픽 데이터 저장 매체는 rθ의 호(arc) 길이로 기입된 제 1 마이크로 홀로그래픽 심볼을 포함할 것이고, 이때 'r'은 광학 데이터 저장 디스크의 중심으로부터 마이크로 홀로그래픽 심볼의 반경 거리이고, 'θ'는 이 디스크의 중심에서 호에 의해 이루어지는 각도이다. 마지막으로, 단계(304)에서, 이 방법은 제 1 계층 혹은 제 2 계층에 위치된 서로 다른 각 혹은 반경 오프셋의 제 2 마이크로 홀로그래픽 심볼에 레이저 빔을 유도한다. 따라서, 이 방법(300)은 어떤 계층에서 그 위나 아래의 다른 계층으로 마이크로 홀로그래픽 데이터를 판독할 수 있게 한다. 또한 이 방법(300)은 픽업 헤드 움직임과 관련한 탐색 시간과, 정보 검색을 위한 처리 시간을 최소화시킬 수 있게 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 광학 데이터 저장 디스크(402)로부터 정보를 처리하는 시스템(400)을 예시한다. 시스템(400)은 'N'개의 다중 계층(4101, 4102, 410N)을 갖는 광학 데이터 저장 디스크(402)를 통해 레이저 빔을 집속시키기 위해 광학 렌즈를 갖는 픽업 헤드 장치(404)를 포함한다. 광학 데이터 저장 디스크(402)는 정보를 처리하는 동안 시스템(400)에서 축(408) 둘레를 최적 속도 ω로 회전한다. 각각의 계층(4101, 4102~410N)은 다중 마이크로 홀로그래픽 심볼을 포함한다.
도시된 바와 같이, 픽업 헤드 장치(404)는 다중 계층(4101~410N)을 통해 레이저 빔을 전송하고, 반환되는 레이저 빔을 수신할 수 있다. 이 실시예로, 시스템(400)은 반환되는 레이저 빔의 세기를 분석하기 위한 프로세서와, 이 분석 결과를 차트나 도표(420)의 형태로 디스플레이하기 위한 적절한 디스플레이 시스템을 채용한다. 예시된 바와 같이, 도표(420)는 z 축이 광학 데이터 저장 디스크(402)의 깊이를 나타낸다. 도표(420)에서 국소 최대치는 광학 데이터 저장 디스크(402)의 계층을 나타낸다. 결국, 'N'개의 다중 계층에 대한 일련의 'N'개의 최대치들은 도표에서 도면 부호(4151, 4152~415N)로 표시된다. 또한, 시스템(400)은 광학 데이터 저장 디스크(402)에서 정보를 판독 및 기록하기 위해 목표 계층에 레이저 빔을 집속할 수 있게 하는, 메모리에 저장된 알고리즘을 포함한다. 이 저장된 알고리즘은 도 7의 흐름도에 도시된 바와 같이 광학 데이터 저장 디스크(402)의 다중 계층을 통해 레이저 빔을 효과적으로 집속할 수 있게 한다.
전술한 바와 같이, 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 광학 데이터 저장 매체의 다중 계층을 통해 레이저 빔을 집속하는 예시적인 방법(500)의 흐름도이다. 단계(502)에서, 이 방법은 광학 데이터 저장 매체의 다중 계층을 통해 레이저 빔을 집속한다. 단계(504)에서, 이 방법은 반환 빔을 수신한다. 또한 단계(506)에서, 이 방법은 반환 빔을 분석하여, 광학 데이터 저장 매체의 해당 계층에 대한 일련의 국소 최대치들을 갖는 결과물을 제공한다(도 6에 도시됨). 단계(508)에서, 이 방법은 레이저 빔이 초점을 맞춘 초기 계층을 결정한다. 단계(510)에서, 이 방법은 초기 계층과 목표 계층 사이의 다수의 국소 최대치를 증가 방식 혹은 감소 방식으로 계수한다. 국소 최대치들은 초점을 맞춘 초기 계층과 신규 목표 계층 사이의 계층 개수와 동일한 광학적 세기 피크들을 나타낸다. 마지막으로, 이 방법은 단계(512)에서 데이터의 판독 혹은 기록을 위해 전술한 계수값에 근거하여 목표 계층에 레이저 빔을 유도한다.
다행히 본 방법과 시스템은 메모리에 저장된 룩업 테이블을 이용하여 홀로그래픽 데이터 저장 매체로부터의 정보 처리를 쉽고 빠르게 할 수 있게 한다. 본 발명은 픽업 헤드가 어떤 트랙에서 다른 계층의 다른 트랙으로 점프하는 동안 픽업 헤드의 움직임과 관련한 탐색 시간을 최소화함으로써 신속한 정보 검색을 가능하게 한다. 또한 본 발명은 픽업 헤드가 데이터 저장 매체에서 정확한 디스크 계층으로부터 심볼 홀로그램을 판독하도록 정확하게 집속될 수 있게 한다.
더 나아가, 당업자라면, 서로 다른 실시예들로부터 다양한 특징들의 호환성을 인지할 것이다. 마찬가지로, 본 개시물의 원리에 따라 추가의 시스템과 기술을 구성하기 위해, 설명된 다양한 방법의 단계와 특징뿐만 아니라 각각의 방법과 특징에 관련한 다른 공지된 등가 형태가 당업자에 의해 혼합 및 조화될 수 있다. 물론 전술한 이런 모든 목적과 이점들이 반드시 어떤 특정 실시예로만 달성되는 것은 아님이 이해될 것이다. 따라서, 예를 들어, 당업자라면, 전술한 시스템과 기술이 반드시 본 원에서 제안 또는 제시된 다른 목적들이나 이점들을 달성하지 않으면서도 본 원에 제시된 하나의 이점 혹은 이점들을 달성 혹은 최적화하는 방식으로 구현 또는 수행될 수도 있음을 이해할 것이다.
본 발명의 특정 특징이 본 원에서 예시 및 설명되었지만, 많은 수정 및 변경이 당업자에 의해 행해질 것이다. 그러므로, 첨부된 특허 청구의 범위는 본 발명의 사상 내에 있는 모든 수정과 변경을 포괄하도록 의도되었다.
20 : 광학 구동 전자 장치 21 : 추적 서보
24 : 프로세서 26 : 모터 콘트롤러
30 : 스핀들 모터

Claims (10)

  1. 정보를 처리하는 방법에 있어서,
    홀로그래픽 저장 매체의 제 1 계층의 제 1 트랙에 레이저 빔을 유도하는 단계(52)와,
    룩업 테이블에 기초하여 베이스 전압을 결정하는 단계와,
    트랙들에서의 위치 정보에 기초하여 상기 제 1 계층의 목표 트랙에 상기 레이저 빔을 유도하는 단계(56)와,
    상기 목표 트랙에 대한 오프셋 전압을 상기 룩업 테이블에 기록하는 단계(58)와,
    수직 워블(vertical wobbles)에서의 위치 정보에 기초하여 목표 계층에 상기 레이저 빔을 유도하는 단계(60)와,
    상기 목표 계층에 대한 오프셋 전압을 상기 룩업 테이블에 기록하는 단계(62)와,
    상기 룩업 테이블에 기초하여 최종 전압을 결정하고, 정보의 기록이나 검색을 위해 상기 홀로그래픽 저장 매체의 최종 목표 위치로 상기 레이저 빔을 이동시키기 위해 상기 최종 전압을 액추에이터로 인가하는 단계(64)를 포함하는
    방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 목표 트랙에 대한 상기 오프셋 전압과, 목표 계층에 대한 상기 오프셋 전압을 램(RAM)에 기록하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 룩업 테이블은
    상기 홀로그래픽 저장 매체의 상기 계층내의 다수의 데이터 트랙에 대한 번호 시퀀스를 갖는 제 1 데이터 세트와,
    상기 계층내의 상기 다수의 데이터 트랙에 대응하는 전압들을 갖는 제 2 데이터 세트와,
    상기 홀로그래픽 저장 매체의 다수의 계층에 대한 번호 시퀀스를 갖는 제 3 데이터 세트와,
    상기 홀로그래픽 저장 매체의 상기 다수의 계층에 대응하는 전압들을 갖는 제 4 데이터 세트를 포함하는
    방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 계층내의 상기 목표 트랙에 상기 레이저 빔을 유도하는 상기 단계는 픽업 헤드를 수평 방향으로 이동시키는 단계를 포함하고, 상기 최종 목표 위치에 상기 레이저 빔을 유도하는 상기 단계는 상기 목표 계층의 최적 깊이로 상기 픽업 헤드의 대물 렌즈를 집속시키는 단계를 포함하는
    방법.
  5. 홀로그래픽 데이터 저장 매체로부터 정보를 검색하는 방법에 있어서,
    상기 홀로그래픽 데이터 저장 매체의 제 1 계층에 위치된 제 1 마이크로 홀로그래픽 심볼에 레이저 빔을 유도하는 단계(302)와,
    상기 제 1 계층 혹은 제 2 계층?상기 제 1 계층과 상기 제 2 계층은 서로 다른 것임?에 위치된 제 2 마이크로 홀로그래픽 심볼에 상기 레이저 빔을 유도하는 단계(304)를 포함하되,
    상기 홀로그래픽 데이터 저장 매체는 하나 이상의 데이터 계층내의 하나 이상의 위치에 배열된 마이크로 홀로그래픽 심볼들의 시퀀스를 포함하는
    방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 마이크로 홀로그래픽 심볼은 예컨대 상기 홀로그래픽 저장 매체내의 계층 번호, 반경 및/또는 각도 위치 정보와 같은 위치 정보, 및/또는 데이터 섹션에 대한 어드레스 정보를 포함하는
    방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    다수의 계층내에 배열된 상기 마이크로 홀로그래픽 심볼의 시퀀스는 계단식 구조를 형성하고, 각각의 마이크로 홀로그래픽 심볼은 상기 홀로그래픽 데이터 저장 매체내의 인접하는 계층내의 대응하는 심볼에 대해 각도상 오프셋되는
    방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 오프셋 거리에 따라 서보 신호(servo signals)가 조정되도록 하고, 상기 최적 오프셋 거리는 가변하는
    방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 홀로그래픽 데이터 저장 매체의 상기 다수의 계층을 통해 상기 레이저 빔을 집속하는 단계(502)와,
    반환 빔을 수신하는 단계(504)와,
    상기 홀로그래픽 데이터 저장 매체의 대응하는 계층들에 대한 일련의 국소 최대값들(a series of local maxima)을 갖는 결과를 제공하기 위해, 상기 반환 빔을 분석하는 단계(506)와,
    레이저 빔이 초점을 맞춘 초기 계층을 결정하는 단계(508)와,
    상기 초기 계층과 목표 계층 사이의 다수의 국소 최대치를 증가 방식 혹은 감소 방식으로 계수하는 단계(510)와,
    데이터의 판독 혹은 기록을 위한 상기 계수 값에 근거하여 상기 목표 계층에 상기 레이저 빔을 유도하는 단계(512)를 포함하는
    방법.
  10. 정보를 처리하는 시스템에 있어서,
    저장 매체(11)로부터 정보를 판독 및 기록하기 위한, 광학 렌즈를 갖는 하나 이상의 픽업 헤드 장치(17)와,
    상기 하나 이상의 픽업 헤드 장치(17)를 이동시키기 위한 하나 이상의 액추에이터(actuators)와,
    상기 픽업 헤드에 의해 검출된 데이터에 응답하는 적어도 하나의 콘트롤러(26) 및 프로세서(24)?상기 프로세서는 상기 하나 이상의 픽업 헤드 장치(17)를 이동시키기 위한 상기 하나 이상의 액추에이터에 위치 신호를 전송할 수 있음?와,
    상기 저장 매체(11)로부터 판독된 정보를 저장하는 메모리를 포함하되,
    상기 하나 이상의 픽업 헤드 장치(17)는 목표 트랙 혹은 목표 계층에 하나 이상의 레이저 빔(406)을 유도하고,
    상기 메모리는 램(RAM)(40)으로서, 룩업 테이블에 배열된 다수의 데이터를 저장하고 또한 레이저 빔을 목표 위치를 유도하도록 만드는 콘트롤러에 대한 기준 전압도 저장하는
    시스템.
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